油膜轴承试验台系统研制

发布时间：2017-10-26 16:25

  本文关键词：油膜轴承试验台系统研制

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【摘要】：随着现代旋转设备向着高转速与大功率趋势的发展，对油膜轴承的性能也提出了更高的要求。然而，目前国内许多油膜轴承只能依赖进口，而且价格昂贵，维修更换周期长。因此，建立油膜轴承试验台，，模拟油膜轴承的实际工况，测试油膜轴承的各项性能参数，分析影响油膜轴承性能的因素，对优化油膜轴承结构设计与提高油膜轴承稳定性等方面具有重要的理论与实用价值。 目前多数实油膜轴承试验台主要是面向教学研究，无法真实模拟油膜轴承高转速、大加载的实际应用工况，在研究油膜轴承性能时存在一定的局限性。为了更好地进行油膜轴承试验研究，华南理工大学数控研究室投巨资新建了能模拟油膜轴承使用工况的试验台，为开展油膜轴承性能试验研究，研发高性能的油膜轴承提供了可靠保证。 本文详细说明了油膜轴承试验台的机械系统、控制系统与数据采集系统的设计方案，综合利用数字化建模技术、电气控制技术、传感器技术和测试技术，研制了一台油膜轴承试验台。 采用solidworks对试验台的主轴支撑装置、主轴、加载装置、隔振装置与卸荷装置等设计进行数字化三维建模，并对主轴与支撑轴承进行了详细的校核计算，最后设计出油膜轴承试验台机械系统整体的结构。 控制系统采取以PLC为下位机，以装有LabVIEW软件的PC机为开发平台。通过LabVIEW串口通讯函数，实现PC机与PLC通信，实现试验台动作控制与现场监控。 数据采集系统以LabVIEW软件为开发平台，并结合研华PCI-1742U数据采集卡，实现刚度系数、阻尼系数、供油流量、轴承功耗、油膜压力、温度、振动等参数的测量与保存，历史数据的查询及振动过大和油温过高的报警功能。 试验台系统调试运行稳定，振动噪声小，能实现对试验台运行状态的实时监控及数据连续准确的采集与保存，稳定性好。调试结果表明试验台系统设计合理，达到设计了要求，对开展油膜轴承理论研究具有重大的现实意义。
【关键词】：油膜轴承 试验台 LabVIEW PLC 数据采集
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 本课题意义及目的10-11
• 1.2 油膜轴承试验台国内外研究现状11-16
• 1.2.1 国内研究现状11-14
• 1.2.2 国外研究现状14-16
• 1.3 本课题研究内容与研究方法16-17
• 1.4 本章小结17-18
• 第2章 油膜轴承试验台的整体方案设计18-25
• 2.1 油膜轴承试验台的理论基础18-20
• 2.1.1 动压油膜形成的基本原理18-19
• 2.1.2 动压油膜承载的力学方程19-20
• 2.2 油膜轴承试验台设计要求20-21
• 2.2.1 油膜轴承试验台的功能要求20-21
• 2.2.2 油膜轴承试验台的技术指标21
• 2.3 油膜轴承试验台各系统设计方案21-24
• 2.3.1 试验台机械系统方案设计21-22
• 2.3.2 试验台控制系统方案设计22-23
• 2.3.3 试验台数据采集系统方案设计23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 油膜轴承试验台的机械系统设计25-41
• 3.1 主轴支撑装置设计25-29
• 3.1.1 轴承座的设计25-26
• 3.1.2 支撑轴承的配置与校核26-29
• 3.1.3 轴向弹性预紧机构29
• 3.2 主轴设计29-36
• 3.2.1 主轴材料选择30
• 3.2.2 主轴结构设计30-31
• 3.2.3 主轴的加工工艺31-32
• 3.2.4 主轴的校核32-36
• 3.3 加载装置设计36-38
• 3.3.1 静加载装置设计36-37
• 3.3.2 动加载装置设计37-38
• 3.3.3 加载套装置设计38
• 3.4 隔振基座的设计38-39
• 3.5 卸荷装置设计39
• 3.6 试验台机械系统整体结构39-40
• 3.7 本章小结40-41
• 第4章 油膜轴承试验台的控制系统设计41-58
• 4.1 控制系统的原理41-42
• 4.2 控制系统的硬件选型42-44
• 4.2.1 伺服电机的计算42-43
• 4.2.2 PLC 的计算43
• 4.2.3 液压站的计算43-44
• 4.3 控制系统的加载油路设计44-45
• 4.4 控制系统的电路设计45-49
• 4.4.1 控制系统的主电路设计45-47
• 4.4.2 PLC 的输入输出电路设计47-49
• 4.5 控制系统的软件设计49-56
• 4.5.1 控制系统的 PLC 程序设计49-52
• 4.5.2 控制系统的 LABVIEW 程序设计52-56
• 4.6 控制系统的调试56-57
• 4.7 本章小结57-58
• 第5章 油膜轴承试验台的数据采集系统设计58-69
• 5.1 数据采集系统的设计要求58
• 5.2 数据采集系统的硬件规划58-65
• 5.2.1 传感器的选型59-60
• 5.2.2 数据采集卡的选型60-62
• 5.2.3 测点布置62-65
• 5.3 数据采集系统的软件开发65-68
• 5.3.1 软件的开发平台65
• 5.3.2 软件的整体设计65-66
• 5.3.3 软件的程序设计66-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第6章 油膜轴承试验台系统预备性试验69-74
• 6.1 试验流程69-70
• 6.2 预备性试验数据分析70-73
• 6.2.1 动压油膜形成分析70
• 6.2.2 温度分析70-72
• 6.2.3 振动分析72-73
• 6.3 本章小结73-74
• 结论与展望74-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果80-81
• 致谢81-82
• 答辩委员会对论文的评定意见82

【参考文献】

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本文编号：1099494